Pregled glavnih ideja fotonaponskih izvora energije
Sustavno razvrstavanje u grupe
Postoje dvije vrste fotonaponskih sustava: oni koji rade bez spajanja na mrežu i oni koji jesu.
1. Neovisni fotonaponski sustav poznat je i kao opcija izvan mreže. Modul solarnih ćelija, motor i akumulator čine glavne dijelove sustava. Potrebno je postaviti AC pretvarač kako biste napajali opterećenje koje koristi izmjeničnu struju (AC). Samostalne fotonaponske elektrane uključuju niz samodostatnih sustava napajanja, kao što su solarni kućni sustavi napajanja, seoski sustavi napajanja i fotonaponski sustavi napajanja s baterijama za pohranu. Ovi sustavi mogu raditi samostalno i koriste se za mnoge stvari, poput napajanja kontaktnih signala, zaštite od katoda i osvjetljavanja ulica solarnom energijom.
2. Opcija napajanja iz mreže pretvara istosmjernu struju proizvedenu solarnim panelima u izmjeničnu struju koja radi s gradskom električnom mrežom. To omogućuje izravno spajanje na javnu mrežu. Takve se jedinice mogu nazvati "mrežno spojene" i mogu imati, ali i ne moraju imati baterije. Energetski sustav koji je spojen na mrežu i ima akumulatore može se lako programirati za spajanje ili odspajanje s mreže po potrebi. Fotonaponski sustavi spojeni na mrežu za domove obično imaju akumulatore. S druge strane, veći sustavi obično imaju fotonaponske sustave spojene na mrežu bez akumulatora, koji se ne mogu zakazivati i nemaju rezervno napajanje. Velike fotonaponske elektrane koje su spojene na nacionalnu električnu mrežu koriste se za proizvodnju solarne energije spojene na mrežu. Energija iz ovih postrojenja ide izravno u domove i tvrtke putem mreže. S druge strane, ulaganje u ovu vrstu elektrane puno košta, dugo traje izgradnja, zauzima puno prostora i u posljednje vrijeme nije vidjelo veliki napredak. Većina fotonaponskih sustava spojenih na mrežu su mali, raspršeni fotonaponski sustavi spojeni na mrežu, poput solarnih panela ugrađenih u zgrade. To je zato što izgradnja zahtijeva malo novca, može se brzo izvesti, ostavlja mali utjecaj i ima snažnu političku podršku.
Dijelovi hardvera
Fotonaponski energetski sustav uključuje solarni panel, bateriju za pohranu, regulator punjenja i pražnjenja, pretvarač, razvodnu kutiju izmjenične struje, sustav za upravljanje solarnim praćenjem i druge važne dijelove.
Određeni alati rade na ovaj način:
Uređaj za solarnu energiju
Svjetlost, poput one od sunca ili drugih izvora svjetlosti, uzrokuje da ćelija apsorbira energiju i stvori neobičan naboj na oba kraja. Naziv za to je "fotogenerirani napon". Mnogi ljudi ovaj efekt nazivaju fotoelektričnim efektom. Da bi svjetlost postala električna energija, elektromotorna sila mora biti prisutna između dva kraja solarne ćelije. Naziv za to je solarni efekt. Lakše je pretvoriti energiju u nešto drugo uz pomoć solarnih ćelija. Solarne ćelije sastoje se od tri različite vrste silicijskih ćelija: amorfnih silicijskih solarnih ćelija, polikristalnih silicijskih solarnih ćelija i monokristalnih silicijskih solarnih ćelija.
Baterija koja pohranjuje energiju
Kada je solarni panel uključen, uređaj može pohraniti proizvedenu energiju i poslati je opterećenju u bilo koje doba dana. Da bi solarne ćelije proizvodile energiju, moraju biti jeftine, dugo trajati, dobro podnijeti jako pražnjenje, brzo se puniti i zahtijevati malo ili nimalo održavanja. Također bi trebale moći raditi u širokom rasponu temperatura.
Kontrole za punjenje i pražnjenje
Bez ikakve vaše pomoći, ovaj alat može spriječiti prebrzo punjenje ili pražnjenje baterija. Koliko se puta i koliko duboko baterija prazni određuje koliko će dugo trajati. Zato je vrlo važno imati monitor punjenja i pražnjenja koji može spriječiti da baterija ima previše ili premalo snage.
AC je suprotnost DC-u, a generator pretvara DC u AC
Nešto što pretvara istosmjernu struju u izmjeničnu struju. Opterećenje je izmjenična struja, ali solarne ćelije i baterije su istosmjerne, pa je potreban prekidač. Na temelju načina rada, pretvarači se mogu podijeliti u dvije skupine: solarni pretvarači koji rade samostalno i oni koji su spojeni na električnu mrežu. Ako koristite samo solarne ćelije za proizvodnju električne energije, možete napajati drugo opterećenje samostalnim generatorom. Solarni transformator koji je spojen na električnu mrežu omogućuje solarnom sustavu rad s mrežom. Pretvarači dolaze u dvije različite vrste: sinusni pretvarači i pravokutni pretvarači. Jednostavno je i jeftino napraviti krug pretvarača pravokutnog vala, ali ima veliku harmonijsku komponentu. Obično se koristi za harmonijske potrebe od nekoliko stotina vata ili manje. Sinusni pretvarači su skupi, ali mogu napajati mnogo različitih poslova.
Naprava koja kontrolira praćenje Sunca
Kut sunčeve svjetlosti mijenja se tijekom cijele godine kako sunce izlazi i zalazi u proljeće, ljeto, jesen i zimu. To je zato što se sustavi nalaze na fiksnoj lokaciji. Kako bi najbolje funkcionirali, solarne ćelije uvijek bi trebale biti okrenute prema suncu. Trenutno, uređaj za praćenje Sunca mora koristiti svoju dužinu i širinu kako bi odredio pod kojim se kutom Sunce nalazi u različito doba godine. PLC, mikrokontroler ili računalni softver itd. će pratiti lokaciju Sunca u cijelo doba godine. To se postiže izračunavanjem lokacije Sunca kako bi se postiglo praćenje. Koristi se teorija računalnih podataka i potrebni su joj podaci i postavke o dužini i širini Zemlje. Nakon što se postavi, nije ga lako pomicati ili rastavljati; podatke i parametre treba svaki put resetirati. Principi, sklopovi, tehnologija i oprema su komplicirani i ljudi koji nisu profesionalci ne mogu ih lako promijeniti. Pametni solarni trackeri mogu se postaviti na brze automobile i vlakove, kao i na brodove, mornaricu, komunikacijska vozila za hitne slučajeve i specijalna ratna vozila. Pametni tragač sunca može osigurati da sustav ostane na pravom putu sa Suncem bez obzira kamo ide ili kako se okreće.
Što možete učiniti sa solarnom energijom
Fotovoltaični efekt poluvodičke interakcije je ono što je suština fotovoltaične (FN) proizvodnje energije. Pretvara svjetlost u električnu energiju. Sunčana ćelija je najvažniji dio. Solarni moduli velike površine mogu se izraditi postavljanjem solarnih ćelija u red i njihovom zaštitom. Ovi moduli se zatim mogu sastaviti s regulatorima snage i drugim dijelovima kako bi se napravio fotovoltaični uređaj za proizvodnju energije. FN je bolji jer se može koristiti na više mjesta budući da sunce sja posvuda. Druge prednosti FN sustava su da je siguran i pouzdan, ne stvara buku niti zagađuje, ne koristi gorivo, a kabelski vodovi se mogu postaviti na licu mjesta, što ubrzava proces izgradnje. Fotovoltaična energija koristi solarne ćelije za izravno pretvaranje sunčeve svjetlosti u električnu energiju, na temelju ideje fotovoltaičnog efekta. Fotovoltaični energetski sustav uglavnom se sastoji od solarnih panela (također se nazivaju moduli), regulatora i pretvarača. Može se koristiti samostalno ili spojen na električnu mrežu. Budući da je većina tih dijelova električna, a ne mehanička, fotonaponska oprema je vrlo dobro izrađena, pouzdana, dugotrajna te jednostavna za postavljanje i održavanje. Fotonaponska tehnologija mogla bi se koristiti za bilo što, od napajanja svemirskih brodova do domova, od igara do elektrana megavatne snage i još mnogo toga.
Solarne ćelije, koje dolaze u obliku pločica poput monokristalnog silicija, polikristalnog silicija, amorfnog silicija i tankoslojnih ćelija, najosnovniji su dijelovi solarnih fotonaponskih sustava. Trenutno su monokristalne i polikristalne baterije najpopularnije amorfne baterije za male sustave i rezervno napajanje računala.
